Serat Polypropylene merupakan bahan dasar yang umum digunakan dalam memproduksi bahan – bahan yang terbuat dari plastic. Pertama kali fiber digunakan dalam industry tekstil karena harganya murah dan dapat menghasilkan produk yang
berkualitas. Material ini berbentuk filament – filament yang ketika dicampurkan dalam adukan beton untaian itu akan terurai. Serat jenis ini dapat meningkatkan kuat Tarik lentur dan tekan beton (Arde, 2005), mengurangi retak retak akibat penyusutan, meningkatkan daya tahan terhadap impact dan meningkatkan daktilitas. Dina (1999) menyebutkan beberapa keuntungan penggunaan serat polypropylene dalam campuran beton, sebagai berikut:
a. Memperbaiki daya ikat matriks beton pada saat pre-hardening stage sehingga dapat mengurangi keretakan akibat penyusutan.
b. Memperbaiki ketahanan terhadap kikisan.
c. Memperbaiki ketahanan terhadap tumbukan.
d. Memperbaiki ketahanan terhadap penembusan air dan bahan kimia.
e. Memperbaiki keawetan beton. (Indexed et al., 2020)
2.8 Air
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Nilai perbandingan antara berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water cement ratio (w/c). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada umumnya dipakai nilai w/c 0,40 – 0,65 tergantung mutu beton yang hendak dicapai. Untuk menambah daya workability (kemudahan pengerjaan) diperlukan nilai w/c yang lebih tinggi.
Kekuatan dan mutu beton umumnya sangat dipengaruhi oleh air yang digunakan. Jumlah air yang digunakan pada campuran beton dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu :
a. Air bebas, merupakan air yang diperlukan untuk hidrasi semen.
b. Air resapan agregat.
Berikut ini merupakan beberapa persyaratan air menurut SKSNI S-04-1989-F adalah :
1. Bersih
2. Tidak mengandung lumpur, minyak, benda terapung lain yang bias dilihat secara visual.
3. Tidak mengandung benda tersuspensi > 2 gram/liter.
4. Tidak mengandung garam yang mudah larut dan mudah merusak beton (asam,zat organic) > 15 gram/liter.
5. Kandungan CI < 500 ppm.
6. Senyawa Sulfat < 1000 ppm sebagai SO3.
7. Bila dibandingkan dengan kekuatan tekan beton yang memakai air suling, maka penurunan kekuatan beton yang memakai air yang diperiksa tidak lebih dari 10%.
8. Semua air yang mutunya meragukan harus dianalisa secara kimia dan dievaluasi mutunya menurut pemakaiannya.
2.9 *Penelitian-penelitian sebelumnya yang terkait
Penilitian tentang Aplikasi ECC terhadap Bangunan Tahan Api di Daerah Pesisir (Darmayadi, 2015). Tujuan Penelitian ini adalah untuk membandingkan beton tahan api dengan ECC. Benda uji yang digunakan,yaitu silinder dengan diameter 15 cm, tinggi 30 cm.
Detail pencampuran ECC dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3: Mix Design Detail (Darmayadi, 2015)
Proses pembakaran benda uji sesuai dengan ASTM E 119- Peraturan 95a adalah “Metode uji standar untuk uji kebakaran konstruksi dan bangunan bahan.”
Gambar 2.1: Metode standar untuk uji kebakaran (Darmayadi, 2015)
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pada saat 50 menit pertama saja suhu tungku pembakaran sedikit menurun, itu karena ada masalah pada pembakaran, tetapi ini tidak berlangsung lama, jika dibandingkan dengan peraturan ASTM E 119-95a, maka kenaikan suhu sesuai.
Menguji kekuatan tarik dibagi dengan uji silinder split di ASTM C496-90, hasilnya menunjukan bahwa variasi 1 (K400) lebih baik daripada variasi 2 (K350). Degradasi variasi 1 (K400) adalah 17,7% dan variasi 2 (K350) 19,8% setelah benda uji terbakar dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2: Kuat Tarik ECC (Darmayadi, 2015)
Modulus od Rupture (MOR) eksperimental dibandingkan dengan teori MOR, hasilnya menunjukkan bahwa eksperimental lebih rendah daripada teori dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3: Perbandingan antara MOR eksperimen dan teori pra-pembakaran dan pasca pembakaran (Darmayadi, 2015)
(Li et al., 1996), meneliti tentang Perilaku Tarik Komposit Berbasis Semen dengan Serat Baja Discontinuous Acak. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari efek parameter mikro pada perilaku tarik komposit. Benda uji yang digunakan merupakan kupon persegi panjang dengan ukuran 304,8 mm X 76,2 mm X 12,7 mm. Masing-masing rasio digunakan 4 spesimen komposit. Detail pencampuran dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Sedangkan untuk alat uji tarik komposit dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Tabel 2.4: Mix Design berdasarkan berat (Li et al., 1996)
Gambar 2.4: LVDT holder (Li et al., 1996)
Sifat kuat tarik pada beton normal dapat dilihat pada Gambar 2.5. Sementara untuk efek kuat tarik terhadap komposit serat baja dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.5: Sifat kuat tarik pada beton biasa (Li et al., 1996)
Gambar 2.6: efek kuat tarik terhadap komposit serat baja (Li et al., 1996)
Gambar 2.7: Hasil pengujian kuat tarik terhadap variasi volume fiber (Li et al., 1996) Hasil percobaan menunjukkan bahwa kontrol pemrosesan sangat penting untuk mencapai sifat komposit yang diinginkan. Dari data diatas menunjukkan bahwa peningkatan fraksi volume serat yang berlebihan dapat menyebabkan penurunan ikatan antarmuka dan degradasi matriks. Penambahan bahan penggabung berbasis titanium pada campuran segar dan getaran frekuensi tinggi ditemukan sebagai cara yang efektif untuk membalik ikatan.
Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa sifat komposit dapat di pengaruhi oleh fraksi volume serat, panjang serat, frekuensi getaran selama pengecoran dan penambahan zat perangkai.
(Bang et al., 2015), meneliti tentang ECC Ecoefficient. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan rekayasa komposit semen secara ecoefficient (ECC) menggunakan bahan tambahan semen, fly ash dan blast furnace slag (SL) sebagai bahan pengikat.
Kandungan semen dari campuran ECC digantikan oleh FA dan SL dengan tingkat penggantian 25%. Selain itu, agregat halus ECC digantikan oleh abu dasar agregat dengan tingkat substitusi 10%, 20% dan 30%. Terdapat tujuh variasi campuran ECC yang digunakan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5: Mix Proportion dari ECC (Bang et al., 2015)
Benda uji yang digunakan merupakan spesimen berbentuk prismatik dog bone untuk uji tarik seperti pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8: Dog bone prismatik (Bang et al., 2015)
Dari hasil pengujian didapat kuat tarik dan kuat tekan yang besar pada ECC-FASL-BA 30% dengan tarik 4,7 MPa dan tekan 35,79 MPa pada umur 28 hari, sedangkan untuk campuran ECC-FASL meningkatkan kapasitas defleksi sebesar 7,57% dan 13,35%
dibandingkan dengan campuran ECC-FA dan ECC-SL. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6: Hasil pengujian 7 campuran ECC (Bang et al., 2015)
(Mohammed et al., 2016), meneliti tentang Retensi Geser Longitudinal dari Pelat Komposit PVA-ECC. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menginvestigasi perilaku struktural pelat komposit yang dibuat dengan ECC dan juga untuk mengevaluasi nilai koneksi geser parsial. Benda uji tarik yang digunakan seperti yang terdapat pada Gambar 2.9.
Sementara untuk alat uji kuat tarik yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.9: Benda uji tarik (Mohammed et al., 2016)
Gambar 2.10: Alat uji kuat tarik (Mohammed et al., 2016)
Uji tarik langsung telah dilakukan pada 3 benda uji setiap ECC dan beton normal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11 dan Gambar 2.12. Dibandingkan dengan beton normal, kekuatan tarik langsung dan regangan kapasitas spesimen ECC meningkat sebesar 103,6% dan 562,8% masing-masing. Spesimen ECC dapat mengembangkan pengerasan regangan hingga mencapai beban puncak. Kemudian pelunakan ketegangan terjadi setelah pasca beban puncak. Dan juga telah diperlihatkan bahwa spesimen ECC tidak pecah mendadak setelah kondisi puncak tetapi masih bisa melakukan deformasi hingga pecah. Hasil pengujian kuat tarik ECC dan beton normal dapat dilihat pada Tabel 2.7.
Gambar 2.11: Hasil uji tarik ECC (Mohammed et al., 2016)
Gambar 2.12: Hasil uji tarik beton normal (Mohammed et al., 2016)
Tabel 2.7: Hasil pengujian kuat tarik ECC dan beton normal (Mohammed et al., 2016)
Menurut Penelitian Experimental Research On Mechanical Properties Of Desert Sand Steel-PVA Fiber Engineered Cementitious Composites (Jialing et al., 2017). Bahan ECC yang digunakan fly ash (15%; 30%; 45%; 60%), pasir gurun, serat PVA (0%; 0,4%;0,8%;1,2%), steel fiber (0%; 0,4%; 0,8%; 1,2%). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh dari subsitusi fly ash, pasir gurun, serat PVA, steel fiber terhadap ECC
Tabel 2.8: Mix proportion ECC (Jialing, dkk. 2017)
Dari hasil pengujian didapatkan kuat Tarik belah paling tinggi terdapat pada specimen ke 5 pada 7 hari dan 28 hari sebesar 32,14 Mpa dan 37,67 Mpa dengan fly ash sebesar 15%, pasir gurun sebesar 30%, serat PVA sebesar 0,8% dan steel fiber sebesar 1,2%. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 2.18.
Tabel 2.9: Hasil pengujian ECC (Jialing, dkk. 2017)
Menurut penelitian Mechanical Properties of Hybrid Ultra-High Performance Engineered Cementitious Composites Incorporating Steel and Polyethylene Fibers (Zhou et al., 2018).
Bahan yang digunakan adalah semen Portland 52.2R dari China Resources Cement Holdings Limited, Foshan, China. Sebagai tambahan digunakan polycarboxylate-based high-range water-reducing admixture dari Sika Co. Ltd yang digunakan pada HUHP-ECC untuk mengendalikan fluiditas dari campuran air yang sangat rendah/rasio pengikat. Pasir silika dengan ukuran diameter maksimum 300 µm dan ukuran minimum 100 µm yang
dikategorikan sebagai agregat halus. Detail campuran HUHP-ECC yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.8. Sedangkan untuk benda uji kuat tarik digunakan spesimen berbentuk dog bone yang dapat dilihat pada Gambar 2.13. Sedangkan alat uji tarik yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Tabel 2.10: Mix design proportion (Zhou et al., 2018)
Gambar 2.13: Dog bone specimen (Zhou et al., 2018)
Gambar 2.14: Alat uji kuat tarik (Zhou et al., 2018)
Gambar 2.15 kurva regangan-tegangan tarik ECCs. (a) ECC-2.0-0; (b) HUHP-ECC-1.5-0.5; (c) HUHP-ECC-1.0-1.0; (d) HUHP-ECC-0.5-1.5; (e) HUHP-ECC-0-2.0; (f)
kapasitas regangan-tegangan fraksi volume PE dan ST yang berbeda (Zhou et al., 2018) Hasil percobaan yang didapat terhadap HUHP-ECCs dapat dilihat pada Gambar 2.15.
Sifat tarik, kekuatan dan daktilitas pada HUHP-ECC ditunjukkan dengan strain-hardening phennomenon meningkat dengan jumlah serat PE. Kapasitas regangan tarik HUHP-ECC-0.51.5 dengan fiber PE 0,5% mencapai 1,5%, yang jauh lebih tinggi daripada nilai UHPC.
Kapasitas regangan mencapai 9,1% dan 8,1% untuk HUHP-ECC-2.0-0 dan HUHP.
Ramya, dkk. (2015) meneliti tentang Experimental Investigation Fiber in Engineered Cementitious Composites yang bertujuan untuk mempelajari efek serat Polypropylene pada sifat mekanik ECC yang mengandung silica fume. Variasi serat Polypropylene yang digunakan adalah 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, dan 0,5% dan mix proportion campuran dapat dilihat pada Tabel 2.16, dan dibuat di cetakan berukuran 75 x 75 x 75 mm dan diuji tekan dalam 28 hari.
Tabel 2.16. Mix Proportion ECC (Ramya, dkk. 2015)
Has
il pengujian yang ditunjukkan pada gambar 2.21, menyatakan bahwa ECC yang menggunakan 3% silica fume dan 0,2% fiber polypropylene mendapatkan kuat tekan paling tinggi diumur 7 hari.
BAB 3